図面 (/)

技術 生ごみ処理機

出願人 アズビル株式会社
発明者 山口弘太郎川嶋聡
出願日 2003年7月9日 (16年11ヶ月経過) 出願番号 2003-272330
公開日 2005年2月3日 (15年5ヶ月経過) 公開番号 2005-028318
状態 拒絶査定
技術分野 固体廃棄物の処理
主要キーワード 仮貯蔵 投入パターン 裁頭円錐形 許容重量 熱伝導方式 母材重量 変動度合い 乾燥タイプ
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2005年2月3日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (8)

課題

生ごみ投入作業の煩雑さを低減しかつ多量の生ごみを効率的に処理できる生ごみ処理機を提供する。

解決手段

生ごみ処理機1が、生ごみ処理部10と、生ごみ処理部10に投入する生ごみを仮貯蔵するバッファ20と、バッファ20に仮貯蔵された生ごみを所定時間ごとに所定量だけ分割して投入する生ごみ分割投入部30とを備え、これによって、生ごみ処理部内の母材重量水分率が急激に変化することなく、生ごみの処理に適した一定範囲の水分率を維持する。

概要

背景

従来から例えば食堂レストランで出た多量の生ごみを処理するに当たっていくつかのタイプの生ごみ処理機が使用されている。かかる生ごみ処理機の種類について説明すると、生ごみを堆肥化させるコンポスタイプの生ごみ処理機、好気性の菌の作用を利用して生ごみを消滅(厳密には減量)させる消滅タイプの生ごみ処理機、生ごみを乾燥させて処理する乾燥タイプの生ごみ処理機、生ごみを炭化させて処理する炭化タイプの生ごみ処理機などがあげられる(例えば、特許文献1参照。)。

そして、現状ではコンポスタイプの生ごみ処理機は、残渣を頻繁に取り出す必要がある。また、これを二次処理業者に送る手間やコストがかかる。また、乾燥タイプや炭化タイプの生ごみ処理機はヒータ加熱に際して大きな消費電力を必要とするため、省エネの観点から現状では余り普及していない。一方、消滅タイプの生ごみ処理機は生ごみを毎日連続投入できる高減量率(90%乃至95%)の生ごみ処理機であり、残渣取り出し量の少ない特徴があるので現在注目されつつある。

かかる消滅タイプの生ごみ処理機は生ごみ処理部の下方に菌床母材)をひき、菌床に繁殖した好気性の中温菌高温菌微生物)による生ごみ処理作用を利用するとともに生ごみ自体に付着した好気性の中温菌や高温菌による生ごみ処理作用を利用して生ごみの処理を行うようになっている。そして、生ごみ処理部内が適当な温度に保たれるとともに生ごみ処理部内の生ごみの水分率が例えば重量水分率で30%乃至50%と適切な範囲内に保たれていれば、好気性の中温菌や高温菌が誘導期対数増幅期、定常期死滅期を繰り返して生ごみや母材中に常に理想的な密度分布し、かつ好気性の中温菌や高温菌がそれ自身適当に発熱しながら発酵し、生ごみを効率的に処理していく。

理想的には生ごみ処理機に投入した生ごみの90%乃至95%程度が例えば丸一日で消滅するのが望ましい。

特開2002−346517号公報(第4−7頁、第1図)

概要

生ごみ投入作業の煩雑さを低減しかつ多量の生ごみを効率的に処理できる生ごみ処理機を提供する。 生ごみ処理機1が、生ごみ処理部10と、生ごみ処理部10に投入する生ごみを仮貯蔵するバッファ20と、バッファ20に仮貯蔵された生ごみを所定時間ごとに所定量だけ分割して投入する生ごみ分割投入部30とを備え、これによって、生ごみ処理部内の母材の重量水分率が急激に変化することなく、生ごみの処理に適した一定範囲の水分率を維持する。

目的

本発明の目的は、生ごみ処理作業の煩雑さを低減しかつ多量の生ごみを効率的に処理できる生ごみ処理機を提供することにある。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
1件

この技術が所属する分野

ライセンス契約や譲渡などの可能性がある特許掲載中! 開放特許随時追加・更新中 詳しくはこちら

請求項1

生ごみ処理部と、生ごみ処理部に投入する生ごみ仮貯蔵するバッファと、バッファに仮貯蔵された生ごみを所定時間ごとに所定量だけ分けて前記生ごみ処理部に投入する生ごみ分割投入部とを備えたことを特徴とする生ごみ処理機

請求項2

前記生ごみ分割投入部が分割投入する生ごみの量を調節可能であることを特徴とする、請求項1に記載の生ごみ処理機。

請求項3

前記生ごみ分割投入部が分割投入する生ごみの投入間隔を調節可能であることを特徴とする、請求項1に記載の生ごみ処理機。

請求項4

生ごみ処理部内の生ごみ処理後残渣量を測定する重量計を備えると共に、当該生ごみ処理後の母材重量水分率を測定する水分率計を備え、前記バッファからの生ごみの分割投入量を前記重量計と前記水分率計によって求められた生ごみ処理後の母材の重量水分率が一定の範囲内に収まるように決定する演算手段をさらに備えたことを特徴とする、請求項1に記載の生ごみ処理機。

技術分野

0001

本発明は、例えば食堂レストランで出た多量の生ごみを確実に処理することができる生ごみ処理機に関する。

背景技術

0002

従来から例えば食堂やレストランで出た多量の生ごみを処理するに当たっていくつかのタイプの生ごみ処理機が使用されている。かかる生ごみ処理機の種類について説明すると、生ごみを堆肥化させるコンポスタイプの生ごみ処理機、好気性の菌の作用を利用して生ごみを消滅(厳密には減量)させる消滅タイプの生ごみ処理機、生ごみを乾燥させて処理する乾燥タイプの生ごみ処理機、生ごみを炭化させて処理する炭化タイプの生ごみ処理機などがあげられる(例えば、特許文献1参照。)。

0003

そして、現状ではコンポスタイプの生ごみ処理機は、残渣を頻繁に取り出す必要がある。また、これを二次処理業者に送る手間やコストがかかる。また、乾燥タイプや炭化タイプの生ごみ処理機はヒータ加熱に際して大きな消費電力を必要とするため、省エネの観点から現状では余り普及していない。一方、消滅タイプの生ごみ処理機は生ごみを毎日連続投入できる高減量率(90%乃至95%)の生ごみ処理機であり、残渣取り出し量の少ない特徴があるので現在注目されつつある。

0004

かかる消滅タイプの生ごみ処理機は生ごみ処理部の下方に菌床母材)をひき、菌床に繁殖した好気性の中温菌高温菌微生物)による生ごみ処理作用を利用するとともに生ごみ自体に付着した好気性の中温菌や高温菌による生ごみ処理作用を利用して生ごみの処理を行うようになっている。そして、生ごみ処理部内が適当な温度に保たれるとともに生ごみ処理部内の生ごみの水分率が例えば重量水分率で30%乃至50%と適切な範囲内に保たれていれば、好気性の中温菌や高温菌が誘導期対数増幅期、定常期死滅期を繰り返して生ごみや母材中に常に理想的な密度分布し、かつ好気性の中温菌や高温菌がそれ自身適当に発熱しながら発酵し、生ごみを効率的に処理していく。

0005

理想的には生ごみ処理機に投入した生ごみの90%乃至95%程度が例えば丸一日で消滅するのが望ましい。

0006

特開2002−346517号公報(第4−7頁、第1図)

発明が解決しようとする課題

0007

しかしながら、実際には生ごみはまとまって生じるため、生ごみ処理機に大量の生ごみが一度に投入される場合が多い。一度に処理槽の母材容積に合っていない大量の生ごみを投入すると生ごみ処理機内部の菌相に変化をもたらす可能性が高く、効率的な生ごみ処理に悪影響を与える。具体的には、生ごみ自体の重量水分率は平均80%とかなり高いので、一度に多量の生ごみを投入すると、その生ごみを持つ水分で生ごみ処理機内の母材の重量水分率が急激に上昇する。すなわち、母材の種類によって多少異なるが、母材の重量水分率が最適とされている例えば30%乃至50%の範囲を逸脱するように変動する。また、生ごみ処理機内部を温水ジャケットで囲繞して内部の温度管理を行っていたとしても、大量の生ごみが一度に投入されることで当該ジャケットの温度管理能力を超えて菌床(母材)の温度が急激に低下することも起こり得る。

0008

上述のような生ごみの水分率の急激な上昇など、母材の環境条件が急激に変動すると好気性の中温菌や高温菌の菌相から嫌気菌の菌相へと変化し易くなる。このため中温菌や高温菌の発酵熱で生ごみを処理している生ごみ処理機が機能不全に陥ることになる。また、一旦嫌気菌の過多状態へと菌相が変化すると、pHが酸性となり菌相を元に戻すのは容易ではなくなる。

0009

そのため、現状の生ごみ処理機では一日当りで処理できる最大投入量に厳格な制限が課せられている。さらに、処理能力の小さい生ごみ処理機の場合は分割投入量を考える必要性もあった。このように生ごみ処理機に投入できる1回の生ごみの量は母材の容積に対応して制約されているため、この制約のために生ごみ処理機の使用者は大量に出た生ごみを数度に分けて入れなくてはならず、生ごみ処理作業の煩雑さが問題となっている。

0010

本発明の目的は、生ごみ処理作業の煩雑さを低減しかつ多量の生ごみを効率的に処理できる生ごみ処理機を提供することにある。

課題を解決するための手段

0011

上述した課題を解決するために、本発明にかかる生ごみ処理機は、生ごみ処理部と、生ごみ処理部に投入する生ごみを仮貯蔵するバッファと、バッファに仮貯蔵された生ごみを生ごみ処理部に所定時間ごとに所定量だけ分けて投入する生ごみ分割投入部とを備えている。

0012

処理すべき多量の生ごみをバッファに一旦まとめて仮貯蔵し、このバッファから所定時間ごとに生ごみを分割して生ごみ処理部に投入するようになっている。これによって、生ごみ処理部内の母材の重量水分率が急激に変化することなく、生ごみの処理に適した一定範囲の重量水分率を維持する。母材の重量水分率を適正範囲内に維持することで嫌気菌の発生を抑えつつ高温菌や中温菌を活発に発酵させ、菌相を急激に変化させることなく生ごみを効率的に処理していく。

0013

また、本発明の請求項2に記載の生ごみ処理機は、請求項1に記載の生ごみ処理機において、生ごみ分割投入部が分割投入する生ごみの量を調節可能である。

0014

生ごみが投入されて処理されるごとに有機物無機物からなる僅かな量の生ごみが母材とともに残渣として堆積していく。その結果、母材と生ごみを合わせた残渣量が経時的に増加していく。従って、一定間隔ごとに分割投入する生ごみの量を生ごみ処理後の残渣の増加分に応じて調節する(増やす)ことで母材の水分率をほぼ一定の変動度合いに抑えることができる。そのため、簡易な構成で母材の重量水分率の変動を適正な範囲内に保つことができ、生ごみの効率的な処理を長期にわたって可能とする。また、残渣の増加量に応じて生ごみの分割投入量を調節する(増やす)ことで、例えば一日当りの生ごみの処理能力を経時的に向上させていくことができる。

0015

また、本発明の請求項3に記載の生ごみ処理機は、請求項1に記載の生ごみ処理機において、生ごみ分割投入部が分割投入する生ごみの投入間隔を調節可能である。

0016

請求項2に記載したように、生ごみ処理後の母材と生ごみを合わせた残渣が生ごみ処理部内において経時的に増加していく。そのため、一定量分割投入する生ごみの投入間隔を残渣の増加分に応じて調節する(短くする)ことで母材の水分率をほぼ一定の変動度合いに抑えることができる。従って、簡易な構成で母材の重量水分率の変動を適正範囲に保つことができ、生ごみの効率的な処理を長期にわたって可能とする。また、残渣の増加量に応じて生ごみの分割投入間隔を調節する(短くする)ことで、例えば一日当りの生ごみの処理能力を経時的に向上させていくことができる。

0017

また、本発明の請求項4に記載の生ごみ処理機は、請求項1に記載の生ごみ処理機において、生ごみ処理部内の生ごみ処理後における残渣量を測定する重量計を備えると共に、母材の重量水分率を測定する水分率計を備え、重量計と水分率計によって求められた生ごみ処理後の母材の重量水分率が一定の範囲内に収まるようにバッファからの生ごみの分割投入量を決定する演算手段をさらに備えている。

0018

生ごみ処理機が水分率計と重量計を備えることで生ごみの残渣が増加しても生ごみ処理後の母材の重量水分率を常に正確に測定することができる。そして、この測定結果に基づき母材の水分率の変動を生ごみ処理に適した範囲内に抑えるように最適な生ごみ分割投入量を生ごみ分割投入ごとに算出することができ、高処理型の生ごみ処理機を実現できる。

発明の効果

0019

以上説明したように、本発明にかかる生ごみ処理機は、処理すべき多量の生ごみをバッファに一旦まとめて仮貯蔵し、このバッファから所定時間ごとに生ごみを分割して生ごみ処理部に投入するようになっている。これによって、生ごみ処理部内の母材の重量水分率が急激に変化することなく、生ごみの処理に適した一定範囲の重量水分率を維持することができる。そして、母材の重量水分率をこの適正範囲内に維持することで嫌気菌の発生を抑えつつ高温菌や中温菌を活発に発酵させ、菌相を急激に変化させることなく生ごみを効率的に処理することを可能とする。

0020

なお、生ごみが投入されて処理されるごとに有機物と無機物からなる僅かな量の生ごみが残渣として堆積していく。その結果、母材と生ごみを合わせた残渣が経時的に増加していく。

0021

しかしながら、本発明の請求項2に記載の生ごみ処理機は、分割投入する生ごみの投入量を生ごみ処理後の残渣の増加分に応じて調節する(増やす)ことで、母材の水分率をほぼ一定の変動度合いに抑えることができる。そのため、簡易な構成で母材の重量水分率の変動を適正な範囲内に保つことができ、生ごみの効率的な処理を長期にわたって可能とする。また、残渣の増加量に応じて生ごみの分割投入量を調節する(増やす)ことで、例えば一日当りの生ごみの処理能力を経時的に向上させることが可能となる。

0022

また、本発明の請求項3に記載の生ごみ処理機は、生ごみ処理後の残渣の増加分に応じて分割投入部から生ごみ処理部に投入される生ごみの投入間隔を調節する(短くする)ことで母材の水分率をほぼ一定の変動度合いに抑えることができる。従って、簡易な構成で母材の重量水分率の変動を適正範囲に保つことができ、生ごみの効率的な処理を長期にわたって可能とする。また、残渣の増加量に応じて生ごみの分割投入間隔を調節する(短くする)ことで、例えば一日当りの生ごみの処理能力を経時的に向上させていくことが可能となる
また、本発明の請求項4に記載の生ごみ処理機は、生ごみ処理機が水分率計と重量計を備えることで生ごみの残渣が増加しても生ごみ処理後の母材の重量水分率を常に正確に測定することができる。そして、この測定結果に基づき母材の水分率の変動を生ごみ処理に適した範囲内に抑えるように最適な生ごみ分割投入量を生ごみ分割投入ごとに算出することができ、高処理型の生ごみ処理機を実現可能とする。

発明を実施するための最良の形態

0023

以下、本発明の一実施形態にかかる生ごみ処理機について図面に基づいて説明する。本発明の一実施形態にかかる生ごみ処理機1は、図1に示すように、生ごみ処理機1の本体をなす生ごみ処理部10と、生ごみ処理部10の一部(図中上部)に設置され、投入される生ごみGをまとめて一時的に仮貯蔵しておくバッファ20と、生ごみ処理部10とバッファ20との間に配設され、バッファ20から一定量の生ごみを所定間隔ごとに生ごみ処理部10に分割投入する分割投入部30とから構成されている。

0024

生ごみ処理部10は例えば鉄でできた箱型形状を有し、内部に生ごみ処理用の一定の空間を備えている。そして、生ごみ処理部10の下方には生ごみ処理部内の温度を一定に保つための温水ジャケット11が備わっている。また、生ごみ処理部内の生ごみ処理用空間の下方部分には生ごみを処理するための母材(菌床)Bがひかれている。すなわち、生ごみ処理部10は生ごみを分解する処理槽としての役目を果たしている。

0025

また、生ごみ処理部内の母材の上方には投入される生ごみを攪拌する攪拌機12が備わっている。攪拌機12は、生ごみ処理部内に水平に設置されたシャフト12aと、当該シャフト12aに一定の間隔で設けられた複数の攪拌パドル12bと、当該シャフト12a及び攪拌パドル12bを一定の回転数で回転させるモータ12cとからなる。なお、攪拌機12は、母材及び生ごみに含まれた好気性の菌(中温菌や高温菌)が発酵しやすくするための役割を果たし、槽内において生ごみが混入した母材に空気を供給して生ごみ処理を促進させるためのものである。そして、生ごみ処理部内に投入された生ごみは攪拌機12で攪拌されることで母材と混合し残渣Rになる。これが攪拌中、菌の発酵熱により残渣の水分が水蒸気になり、有機物は発酵で分解されて減少する処理がなされるようになっている。

0026

また、生ごみ処理部10には、処理部内部の下方から側方を経て上方までダクト13が配設されており、ダクト13の所定部分には外気と連通する吸気孔13a及び外部排気孔13b,13cが備わっている。また、生ごみ処理部内部にはダクト13と生ごみ処理部内とを連通する内部排気孔13dが備わっている。ダクト13及び吸気孔13a並びに排気孔13b〜13dは、発酵した生ごみの発酵熱を処理機外部に逃がすと共に外気を取り込む役目を果たしている。すなわち、生ごみが発酵する際に発生する高温のCO2と水蒸気は内部排気孔13d、ダクト13を介して外部排気孔13b,13cから排気され、温水ジャケット11と協働して生ごみ処理部内の生ごみの温度をほぼ一定に保つようになっている。なお、ダクト13には脱臭用白金触媒13eが備わっており、悪臭がそのまま外気に放出されるのを阻止している。

0027

また、図1に示す攪拌機近傍に備わった温度計51は生ごみ処理部内の母材の温度を測定して生ごみ処理部内の温度管理を行うためのセンサである。温度計51は例えば熱電対白金測温体からなり、母材の温度を適時測定可能となっている。

0028

温水ジャケット11内にはウォーターヒータ14が設置され、当該ヒータ14の動作/非動作によって生ごみ処理部本体内の温度をある程度積極的に管理可能としている。

0029

上述のように、生ごみ処理機1の内部は温水ジャケット11で覆われているため、母材の温度があまり急激に変化することがない。つまり、菌の発酵温度に関しては温水ジャケット11で管理しているので特別な問題が生じないようになっている。また、温水ジャケット内のヒータ14だけでは温度管理が不十分な場合に備えて、上述したように熱交換用の外部排気孔13b,13cがダクト内の2ヶ所に設けられ、生ごみ処理部10が高温になった場合に外部排気孔13b,13cからの放熱を可能としている。

0030

一方、図1においては、生ごみ処理部内部の攪拌部近傍に水分率計52が図示されるとともに、生ごみ処理機1の下面に2つの重量計53が図示されている。また、生ごみ処理部内の上方には距離センサ54が図示されている。なお、同図に示す水分率計52は母材の重量水分率(母材に含まれている水分重量母材重量)を測定するためのものであり、重量計53及び距離センサ54は生ごみ処理機1の重量や母材の距離を測定することで生ごみ処理後の残渣の増加分を算出するためのものである。しかしながら、本実施形態においてはこれらの水分率計52及び重量計53(距離センサ54)を必須の構成要素とはされない。なお、水分率計52及び重量計53(距離センサ54)を必須の構成要素とする場合については、後述する本実施形態の変形例において説明する。

0031

続いて、図1及び図2に示すバッファ20について説明する。バッファ20は生ごみ処理に先立ち、生ごみをまとめて仮貯蔵しておく役目を果たすとともに、後述する分割投入部30と協働して一定量の生ごみを所定間隔ごとに生ごみ処理部10に分割投入するバッチ投入装置としての役目も果たしている。バッファ20は、生ごみ処理部10の容積よりも小型の容積を有した筐体形状をなし、上述したように生ごみ処理部10の上部に設置されている。バッファ20には開閉扉21が設けられ、多量の生ごみをまとめてバッファ内に仮貯蔵できるようになっている。また、バッファ内には生ごみ処理部10の攪拌機12と同等の構成を有する破砕機22が備わっている。破砕機22は、シャフト22a、当該シャフト22aに所定の間隔で設けられた鋭利破砕パドル22b、及びシャフト22a及び破砕パドル22bを一定の回転数で回転させるモータ22cとから構成されている。そして、一旦まとめてバッファ内に入れられた生ごみは、鋭利な破砕機22によってある程度細かく破砕されながらバッファ内に仮貯蔵されるようになっている。すなわち、バッファ20に生ごみが投入される前に、破砕パドル22bの回転で生ごみを粉砕し、分割投入される生ごみを細かくすることで生ごみの表面積を大きくし、菌の分解をし易くする。

0032

なお、バッファ20の下部に水切り用のドレン(図示せず)を設け、バッファ内での生ごみ貯蔵段階における余分な水分を排出することが好ましい。

0033

生ごみ分割投入部30は、上述したようにバッファ20と生ごみ処理部10との間に配設され、所定間隔で所定時間だけ開閉する投入スライダ31(31a,31b)、投入スライダ31を開閉するボールネジ付きのモータ32(32a,32b)、モータ32を制御するとともに攪拌機12や破砕機22を制御する制御手段(演算手段)40とから構成されている。なお、図2においては本実施形態の変形例で紹介する水分率計52及び重量計53を二点鎖線で付加的に示している。

0034

生ごみ分割投入部30の投入スライダ31はガイド部(図示せず)に沿って互いに離間可能な2つの投入スライダ31a,31bからなる。そして、投入スライダ31a,31bがガイド部に沿って一定時間だけ互いに離間するようにスライドすることでバッファ20と生ごみ処理部10との連結部に設けられた投入口10a(図2参照)を一部開放し、これによってバッファ内に仮貯蔵された生ごみの一部を生ごみ処理部内に分割投入するようになっている。すなわち、投入スライダ31が制御手段40の演算手段及び時間計測手段によって所定間隔で一定時間開くことで、バッファ内にまとめて投入された生ごみが所定量だけ生ごみ処理部内に定期的に落とし込まれるようになっている。

0035

以下、生ごみの分割投入に関する具体例について説明する。なお、以下の説明においては母材の許容重量水分率を30%乃至50%とする。また、母材の定常的な(適正な)水分率を40%とする。ここで生ごみの分割投入量と母材の重量水分率の変化との関係は以下の式(1)で表される。また、本具体例の理解を容易にするために、残渣の重量と母材の重量水分率との関係を図3に示す。

0036

ρo=(ρ×M+0.8×Mo)/(M+Mo)・・・(1)
M:残渣の重量
Mo:投入する生ごみの重量
ρ:母材の重量水分率
ρo:生ごみ分割投入後の母材の重量水分率
なお、ここでいう「残渣」とは母材に加えて生ごみ処理後に残った生ごみの有機物と無機物を合わせたものである。

0037

ここで、残渣が初期状態で母材自体の重量、即ち200kgだけの場合、重量水分率40%の母材に一定量の生ごみを投入して重量水分率が50%を一時的にでも超えることのない最大生ごみ投入量Moは上述の式(1)からMo=66.7kgである。本実施形態では一日の処理すべき生ごみが100kgほど発生したとすると、100kgの生ごみをバッファ20に一度に入れて仮貯蔵し、これを一日当り3回に分けて8時間ごとに33.3kgづつ生ごみ処理部に投入するように分割投入部30を作動させるとする。このように上述の分割投入部30によって一日当り3回に分けて分割投入した場合、母材の重量水分率は40%から45.7%に上昇するだけでそれ以上上昇することはなく、生ごみ処理後に再び重量水分率が40%に戻る(図3参照)。そのため、本実施形態の場合、このように生ごみを分割投入することによって母材の重量水分率が50%を超えないようにし、常に理想的な母材の重量水分率を維持させる。

0038

また、一ヶ月後に生ごみ処理後の残渣が増加して300kgとなった場合、この場合の母材の重量水分率を40%とすると、これに一定量の生ごみを投入して母材の重量水分率が一時的にでも50%を超えないようにするための一ヶ月後の時点での最大生ごみ投入量Moは、式(1)よりMo=100kgである。この場合も一ヶ月後に一日当りの総重量100kgの生ごみを33.3kgごとに一日3回に分けて分割投入した場合の母材の重量水分率は式(1)より40%から44.0%に上昇するだけでそれ以上上昇することはなく、生ごみ処理後に母材の重量水分率が再び40%に落ち着く。そのため、このように生ごみを分割投入することによって生ごみ処理後において常に理想的な母材の重量水分率を維持することができる。

0039

また二ヶ月後に残渣が増加して400kgとなったとすると、この場合の母材の重量水分率を40%とすると、これに一定量の生ごみを投入した場合に母材の重量水分率が一時的にでも50%を超えることのない二ヶ月後の時点での最大生ごみ投入量は133.3kgである。この場合も二ヶ月後に一日当りの総量100kgの生ごみを33.3kgづつ一日3回に分けて分割投入した場合の母材の重量水分率は、式(1)より40%から43.1%に上昇するだけでそれ以上上昇することはなく、生ごみ処理後に重量水分率が再び40%に落ち着く。

0040

ここで生ごみ処理後の残渣の増加について説明する。消滅型の生ごみ処理機では投入された生ごみに対し、一般に85%乃至95%程度減量する。90%の減量率で一日当り100kgを投入し、土日を除いて一ヶ月当り20日間生ごみを投入するパターン標準的な投入パターンであり、これに基いて残渣が徐々に増加していく。また、他の一例として95%の減量率で1日の生ごみ投入量が100kgのタイプの生ごみ処理機において一ヶ月当り20日間生ごみを投入した場合、土日を含めた残渣増加量に換算すると1日当たり約3kgづつ生ごみ処理後の残渣が増加することになる。

0041

ここで生ごみを分割投入していく際における生ごみの残渣の重量は図3に示すように経時的に変化していく。同図に示すように生ごみ分割投入直後に重量が増加し、その後に生ごみに含まれている有機成分がCO2と水蒸気に分解され、水蒸気とCO2はダクト13を介して外部排気孔13b,13cから排気され、生ごみ処理部内の残渣の重量が減少していく。これと同時に母材の重量水分率も図のように変化していく。なお、図3は毎回同一量の生ごみを分割投入した場合であって、上述のように母材水分率の変化量が経時的に小さくなっていく現象を強調して図示している。

0042

同図から分かるように、母材の重量水分率は生ごみを大量投入した直後には生ごみに含まれる水分により一時的に上昇する。しかしながら、母材の重量水分率が40〜50%の範囲であれば、母材中に生育する中温性高温性好気性細菌活性化が進み、理想的な菌の増殖曲線にならって菌が増える。

0043

このような状態であれば、生ごみの投入後1時間乃至2時間で発酵が始まり、母材温度が上昇し、有機物の分解が促進されて二酸化炭素が排出され、発酵熱により水分の蒸発も促進される。その結果、比較的短時間で生ごみが分解され生ごみ処理を終えることができる。

0044

なお、上述したように生ごみ処理後の残渣は徐々に増加していき、やがて生ごみ処理機内部の容量いっぱいに近づいていくが、例えば、この残渣の増加量を経験的に一定値として予め把握しておき、例えば1年に3回程度の間隔で生ごみ処理機内部の残渣及び母材の一部若しくは全部の交換等を行うようにするのが良い。

0045

一方、従来技術の生ごみ処理機のように生ごみを例えば一日に一回だけで一度に大量投入すると、図4に示す母材の重量水分率の変化から分かるように当該水分率が50%を超えてしまう。これによって、好気性の菌相から嫌気菌等の他の菌相になる可能性が高い。特に菌相が嫌気菌になるとpHが急激に低下し好気性の細菌も減少して生ごみ処理が効率的に行えなくなる。

0046

以上の図3図4の比較からも明らかなように、本実施形態にかかる生ごみ処理機1の場合、生ごみを分割投入することによって従来の生ごみ処理機とは異なり常に理想的な母材の重量水分率を維持することができ、菌相を変えることなく効率的な生ごみ処理を長期にわたって行うことができる。

0047

以上説明したように本実施形態にかかる生ごみ処理機1は、例えば一日に一回だけバッファ20にまとめて仮貯蔵した生ごみを分割投入部30で例えば一日に数回に分けて分割投入するので、一回当たりに投入される生ごみの量が少量となる。このように、生ごみを生ごみ処理部10に一度に大量投入しないことで残渣の重量水分率が最適範囲から逸脱するのを防ぎ、生ごみ処理の促進を阻害する嫌気菌等の発生を抑制することができる。

0048

続いて、残渣の増加分に応じて分割投入量を調節していく(増やしていく)変形例について説明する。上述の通り、生ごみ処理後の残渣の重量は経時的に徐々に増加していくので、これに対して母材の重量水分率の変動が例えば30%乃至50%の範囲内で問題のない重量水分率を維持しつつ定期的に投入する生ごみの分割投入量を残渣の増加量に応じて徐々に増やしていくことも可能である。例えば、上述した具体例では、特定の条件において考えてみると一例として初期状態の一日当りの分割投入量として33.3kgを投入したときの重量水分率45.7%となるが、これと同等の重量水分率までの変化を許容する場合、二ヶ月後には一日当りの分割投入量49.8kgまで分割投入可能で、三ヶ月後には一日当りの分割投入量66.5kgまで分割投入可能となる。すなわち、二ヶ月後には100kgの生ごみを2回目の分割投入後若干の時間を経ただけで全て処理できることになる。

0049

なお、分割投入量を増やすに際して、分割投入部30の投入スライダ31の開放時間を生ごみの残渣の増加分に応じて長くすることで対応可能である。ここで投入スライダ31の開閉時間は初期状態からの経過時間を制御手段40の時間計測手段によって測定し、当該経過時間に基き生ごみ分割投入部30の投入スライダ31の開閉を行うモータ32の動作時間を制御手段40の演算手段によって算出するのが良い。

0050

図5は、残渣の増加分に応じて生ごみの分割投入量を徐々に増やしていった場合における母材の重量水分率の変化を経時的に示したものである。同図からも分かるように生ごみの分割投入量を残渣の増加量に応じて徐々に増やすことで母材の重量水分率の変動量を経時的に常に一定に保つことができる。

0051

続いて、上述の実施形態の更なる変形例として生ごみ分割投入の間隔を調節する構成について説明する。具体的には、上述した変形例のように生ごみ分割投入部の投入スライダの開放時間を徐々に長くして一定時間ごとに投入される生ごみの投入量を徐々に増加させる代わりに、生ごみ処理後の残渣の増加量に応じて生ごみが分割投入される間隔を徐々に短くしても良い。

0052

例えば、一日当りの生ごみの総量が100kgの場合、分割投入する生ごみの量を一定量(33.3kg)とし、分割投入間隔を最初の一ヶ月は8.0時間ごとにして一日3回投入し、次の一ヶ月は例えば5.3時間ごとにして一日3回投入し、更に次の1ヶ月は4.0時間ごとにして一日3回投入するようにしても良い。

0053

生ごみ処理後の残渣は、例えば母材のみで重量200kgの初期状態から経時的に増加していくため、同一の生ごみ分割投入量を投入する場合、生ごみ処理後の残渣の増加に応じて母材の重量水分率の変動度合いも小さくなるので、投入間隔を経時的に徐々に短くして同一重量の生ごみをより短い間隔で投入していっても重量水分率の変動を一定の変動量に抑えることができる。

0054

本変形例においても生ごみ処理後の残渣が徐々に増加しても、母材中の重量水分率の変動を大きくても例えば47%と適正範囲(30%乃至50%)内に保つことができる。

0055

これによって、生ごみ処理を効率的に行う役割を果たす例えば中温菌や高温菌などの好気性の菌を常に理想的な生育相に維持しながら適正な割合で長期間繁殖させることができる。これとともに、効率的な生ごみ処理を阻害する嫌気菌の発生も抑えることができる。

0056

このように、上述の実施形態にかかる生ごみ処理装置によると、使用者は生ごみの投入を小刻みに行う必要がなく、例えば一日に一回だけまとめて100kgの生ごみをバッファに投入してそのまま生ごみ処理機が自動的に生ごみを処理するのを待つだけで良い。これによって、使用者は、従来のように厳密に規制されていた一回当たりの生ごみ投入量に気を使う必要がなくなり、人手による生ごみ処理機への生ごみの小刻みな投入も必要なくなる。そのため、使用者の経験や技量に頼ることなく、常に迅速かつ確実な生ごみ処理を行うことができる。その結果、投入することができなかった生ごみを生ごみ処理機周囲に次の投入時刻まで放置することもなくなり、生ごみの腐敗及び悪臭の発生を防止することもできる。なお、バッファに生ごみを分割投入してもまとめて投入した場合と同様に効率的な生ごみ処理を行えることは言うまでもない。

0057

また、上述の例示的な記載の通り、生ごみ処理後の残渣の増加分に応じて生ごみの分割投入量を増やしたり、分割投入間隔を短くしたりできるので、初期状態からの時間の経過に応じて余分な量の生ごみを処理できるようになる。従って、初期状態においては例えば食堂やレストランの休業日も使って生ごみをバッファに投入したとしても、やがては就業日にのみ生ごみを多めにバッファに投入して処理できるようになり、時間が経つにつれて生ごみを休業日に振り分けてバッファに仮貯蔵する必要もなくなる。

0058

なお、バッファ20からの生ごみ投入量は投入スライダ31の開口時間が一定の場合には投入スライダ31が開口する開口面積を制御手段40で調整しても良い。若しくは、投入スライダ31の開口面積が一定の場合には投入スライダ31が開口する開口時間を制御手段40で調整しても良い。

0059

続いて、更なる変形例について説明する。本変形例は、上述した実施形態の生ごみ処理機1の構成に加えて、図1の全体構成図及び図2ブロック図で示した水分率計52及び重量計53を生ごみ処理機1に付加的に備え、重量計53によって生ごみ処理機全体の重量を測定することで生ごみ処理後の残渣の重量を正確に求め、水分率計52によって母材の重量水分率を逐次正確に測定するようになっている。

0060

なお、ここでいう水分率計52には例えば熱伝導方式の水分量検知センサを用いることが考えられ、重量計53には例えばロードセルを用いることが考えられる。

0061

水分率計52及び重量計を生ごみ処理機に付加的に備える点では処理機全体のコスト高とはなるが、残渣の増加量と母材の重量水分率を適時正確に把握することができ、重量水分率が30%乃至50%の範囲内において生ごみ分割投入直後に例えば45%程度の変動度合いに抑えるような分割投入量を常に正確に決定しながら生ごみの分割投入を行うことが可能となる。

0062

なお、本変形例における生ごみの分割投入量も生ごみ分割投入後の母材の重量水分率ρo=0.45として、式(1)に重量計53が求めた残渣の重量M、及び水分率計52で測定した母材の重量水分率ρを代入して制御手段40の演算手段で計算することで最適な分割投入量Moを決定する。

0063

例えば重量計53によって測定された生ごみ処理後の残渣の重量M=300kg、このとき水分率計52で測定した母材の重量水分率ρ=0.45の場合、生ごみ分割投入後の(許容される)母材の重量水分率ρo=0.5とすると、式(1)にこれらの値を代入すると生ごみの投入量Moは最大でMo=50kgと決定される。

0064

そして、当該生ごみ分割投入量Mo(=50kg)に対応する生ごみ分割投入部10の投入スライダの開放時間を制御手段40の演算手段から求めて生ごみ分割投入部30を制御し、この適正量に分割された生ごみを生ごみ処理部10に投入する。

0065

投入に関しては数時間ごとに一回とか、母材の重量水分率を定期的に測定し、重量水分率が0.4に近づいた時に投入量を決定し、バッファ20より生ごみを投入するようにしても良い。

0066

なお、上述したように、生ごみ処理後の残渣は徐々に増加していき、やがて生ごみ処理機内部の容量いっぱいに近づいていくが、上述した重量計53を用いて残渣量を常に把握しておき、例えば1年に3回程度の間隔で生ごみ処理機内部の残渣及び母材の一部若しくは全部の交換等を行うようにするのが良い。

0067

また、上述の重量計53の代わりに図1に示す超音波レーザー等を用いた距離センサ54を生ごみ処理部内部の上方に設けても良い。距離センサ54を用いて生ごみ処理後の残渣の深さを測定することで間接的に残渣の重量を測定することが可能となる。

0068

なお、生ごみ分割投入部の投入スライダを図6に示すような単一の投入スライダ131から構成し、投入スライダ131が図示しないガイド部に沿って一方向に一定時間だけスライドすることによってバッファ120と生ごみ処理部110との間の投入口110aを開き、これによってバッファ内に仮貯蔵された生ごみの一部を生ごみ処理部内に分割投入するようにしても良い。

0069

また、上述のバッファ20及び生ごみ分割投入部30の更なる変形例として、図7に示すような構成にしても良い。すなわち、バッファ自体の形状を上述の実施形態と異なり一端が徐々に縮径する裁頭円錐形をなした全体的に円筒形状を有するいわゆるサイロ型のバッファ220で構成しても良い。この場面、生ごみを例えばバッファ上部の投入口221からまとめて投入することにより、重力の作用で生ごみをバッファ下方に常に仮貯蔵しておくことができる。そして、バッファ下端部と生ごみ処理部210との間に設けた投入弁230を所定の間隔で一定時間だけ開放することでバッファ内に仮貯蔵された生ごみの一部を定期的に分割投入可能となる。

0070

以上のように本実施形態にかかる生ごみ処理機1及びこの変形例を用いると、使用者は生ごみが発生した時点で上述した生ごみ処理機に備わっているバッファに生ごみをまとめて投入する作業を行うだけで済む。従って、使用者自身が生ごみを一定量ごとに分割する必要もなく、前回投入した時間を意識して次回の生ごみ投入時刻を決定する必要もなくなる。そのため、使用者の経験や技量によらず、常に効率的かつ確実な生ごみ処理を可能とする。

0071

なお、バッファにロードセルや距離センサを更に設けてバッファ内の生ごみ貯蔵量を常に把握しておくことで、より細かな生ごみ分割投入を行うことも可能である。

0072

このように本実施形態にかかる生ごみ処理機及びこの変形例を用いることで母材の適正な重量水分率が維持されて以下の効果を確認することができた。

0073

具体的には安定した養分の維持が可能となった。すなわち、微生物は培養時間で、誘導期・対数増殖期・定常期・死滅期の順に分かれる。定常期にさしかかると菌は増殖を辞め老齢化する。このため発酵速度も遅くなる。従って、余った生ごみは生ごみに付着している菌にとっても栄養となり、増殖しやすくなる。この時にpHの低い食品が混在していると嫌気菌などの菌が増殖し、場合によっては菌相が変わることになる。しかしながら、本発明によると必要な生ごみを一定間隔で投入することによって急激な水分率の変化を防ぎ、安定した環境を維持し、母材中の好気性の微生物が理想的なサイクルで増殖、死滅を繰り返すことで嫌気菌などの生ごみ処理に好ましくない他の菌が優勢になることを防ぐことができた。その結果、好気性の中温菌や高温菌からなる微生物を、水分率が40%〜50%の母材中で繁殖させることができ、その結果、母材温度を40°C前後、母材のpHを7〜9と生ごみ処理に関して最適な環境を維持することができた。

0074

このような環境を維持することで、好気性の中温菌や高温菌からなる微生物の生育相で誘導期が短く、対数増殖期も短くして菌数を多くすることができ、その結果、高効率型の生ごみ処理機を実現することができた。なお、生ごみを分割投入するタイミングをこの生育相の周期合致させることによって、生ごみ処理が更に良好になり、生ごみのより迅速な減量を可能にすることも分かった。

図面の簡単な説明

0075

本発明の一実施形態にかかる生ごみ処理機の全体構成を断面で示した図である。
図1の生ごみ処理機の回路ブロックとバッファ及び分割投入部を示した図である。
図1に示した生ごみ処理機における生ごみの残渣の重量変化と母材の重量水分率変化を経時的に示した図である。
従来の生ごみ処理機における生ごみの残渣の重量変化と母材の重量水分率変化を経時的に示した図である。
図3において生ごみ投入量を徐々に増やした場合における生ごみの残渣の重量変化と母材の重量水分率変化を経時的に示した図である。
図1に示した生ごみ処理機の分割投入部の変形例を示した図である。
図1に示した生ごみ処理機の、図6とは異なる分割投入部とバッファとの変形例を示した図である。

符号の説明

0076

1生ごみ処理機
10生ごみ処理部
10a投入口
11温水ジャケット
12攪拌機
12aシャフト
12b攪拌パドル
12cモータ
13ダクト
13a吸気孔
13b,13c 外部排気孔
13d 内部排気孔
13e白金触媒
14ウォーターヒータ
20バッファ
22破砕機
22a シャフト
22b破砕パドル
30分割投入部
31 投入スライダ
40 制御手段
51温度計
52水分率計
53重量計
54距離センサ
110 生ごみ処理部
120 バッファ
131 投入スライダ
210 生ごみ処理部
220 バッファ
230投入弁
B母材
G 生ごみ

ページトップへ

この技術を出願した法人

この技術を発明した人物

ページトップへ

関連する挑戦したい社会課題

関連する公募課題

該当するデータがありません

ページトップへ

おススメ サービス

おススメ astavisionコンテンツ

新着 最近 公開された関連が強い技術

この 技術と関連性が強い人物

関連性が強い人物一覧

この 技術と関連する社会課題

関連する挑戦したい社会課題一覧

この 技術と関連する公募課題

該当するデータがありません

astavision 新着記事

サイト情報について

本サービスは、国が公開している情報(公開特許公報、特許整理標準化データ等)を元に構成されています。出典元のデータには一部間違いやノイズがあり、情報の正確さについては保証致しかねます。また一時的に、各データの収録範囲や更新周期によって、一部の情報が正しく表示されないことがございます。当サイトの情報を元にした諸問題、不利益等について当方は何ら責任を負いかねることを予めご承知おきのほど宜しくお願い申し上げます。

主たる情報の出典

特許情報…特許整理標準化データ(XML編)、公開特許公報、特許公報、審決公報、Patent Map Guidance System データ